KR20210057816A - Spring device - Google Patents
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Abstract
스프링 장치(4)는, 하우징(41)에 수용되는 복수의 접시스프링(42)과, 복수의 접시스프링(42)에 의해 바이어싱되는 와셔(43)를 구비한다. 와셔(43)는, 하우징(41)에 몰입되는 하단부(43b)와, 당해 하우징(41)의 개구단(41a)으로부터 돌출하는 상단부(43a)를 갖는다. 와셔(43)의 상단부(43a)에는, 그 하단부(43b)에 비해 직경을 확대시킨 칼라부(44)가 형성되며, 그 칼라부(44)는, 복수의 접시스프링(42)이 정규 바이어싱력을 발현하는 경우, 하우징(41)의 개구단(41a)에 대하여, 소정 이상의 간격(h)을 두고 돌출한다.The spring device 4 includes a plurality of dish springs 42 accommodated in the housing 41 and a washer 43 biased by the plurality of dish springs 42. The washer 43 has a lower end 43b immersed in the housing 41 and an upper end 43a protruding from the open end 41a of the housing 41. The upper end 43a of the washer 43 is formed with a collar part 44 whose diameter is enlarged compared to the lower end part 43b, and the collar part 44 has a plurality of plate springs 42 having a regular biasing force. When is expressed, it protrudes from the open end 41a of the housing 41 at a predetermined interval h or more.
Description
여기에 개시하는 기술은 스프링 장치에 관한 것이다.The technology disclosed herein relates to a spring device.
일반적으로, 내연 기관에 체결되는 부품은, 그 내연 기관의 운전에 기인하여 열신장(heat elongation)하는 경우가 있다. 따라서, 볼트 등의 체결구가 변형·파손되지 않도록, 열 신장의 영향을 억제하는 구조가 요구된다.In general, parts fastened to an internal combustion engine may undergo heat elongation due to the operation of the internal combustion engine. Therefore, there is a need for a structure that suppresses the influence of heat elongation so that fasteners such as bolts are not deformed or damaged.
이러한 구조의 일례로, 특허문헌 1에는, 내연 기관에 부품을 체결하기 위한 볼트에 대하여, 복수 개의 접시스프링이 내장된 스프링 장치를 삽입 관통시키는 것이 기재되어 있다.As an example of such a structure,
구체적으로, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 내연 기관의 매니폴드 장착 구조는, 볼트 헤드부와 매니폴드 사이에 배치되는 통형의 케이스, 및 케이스에 수용되며 또한 볼트의 축방향으로 나란히 배치되는 복수의 접시스프링(접시스프링 와셔)을 구비한 스프링 장치로 구성되어 있다.Specifically, the manifold mounting structure of an internal combustion engine disclosed in
또한 특허문헌 2에는, 상기 특허문헌 1과는 다른 관점에서 창작된 스프링 장치로, 접시스프링에 의해 바이어싱되는 와셔(스프링 베어링)를 구비한 조임 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 2에 따른 와셔는, 통형의 스프링케이스에 몰입되는 부위와, 이 스프링케이스의 개구단으로부터 돌출하는 부위를 갖는다. 스프링케이스로부터 돌출하는 부위는, 이 스프링케이스보다 약간 직경이 작고, 그 돌출량(스프링 베어링과 스프링케이스의 거리(a)을 측정함으로써, 볼트(조임볼트)의 조임력을 알 수 있다.In addition,
또한 특허문헌 3에는, 상기 특허문헌 2와 마찬가지로, 볼트 헤드부와 접시스프링 사이에 배치되며, 또한 복수의 접시스프링에 의해 볼트 헤드부로 바이어싱되는 와셔(가동측 와셔)를 구비한 스프링 장치(조임력 관리 장치)가 개시되어 있다.In addition, in
본원 발명자들은, 내연 기관에 연료 분사 밸브를 체결하기 위하여, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 스프링 장치를 이용하는 것을 검토하였다. 이와 같은 스프링 장치는, 여러 사정에 따라 상기 특허문헌 2 및 3에 따른 와셔와 함께 이용하는 경우가 있다.The inventors of the present application have considered using a spring device as described in
이 경우, 경시적 열화 등에 기인한 접시스프링의 열화는, 그 접시스프링에 의해 바이어싱되는 와셔의 돌출량(몰입량)에 반영되게 된다. 즉, 와셔의 돌출량(몰입량)을 정기적으로 계측함으로써, 접시스프링의 열화를 판정하는 것이 가능해진다.In this case, the deterioration of the plate spring due to deterioration over time or the like is reflected in the amount of protrusion (immersion amount) of the washer biased by the plate spring. In other words, it becomes possible to determine the deterioration of the plate spring by periodically measuring the amount of protrusion (the amount of immersion) of the washer.
접시스프링의 열화를 정확하게 판정하기 위해서는, 와셔의 돌출량을 정밀도 좋게 계측하는 것이 요구된다. 이러한 계측은, 통상적으로, 버니어캘리퍼스 등의 일반적인 측정기를 이용하여 이루어지나, 상기 특허문헌 2 및 3에 개시되어 있는 바와 같은 와셔를 계측 대상으로 한 경우, 측정기를 대기 위한 좌면(座面)이 확보되기 어려워 그 계측 정밀도에 개선의 여지가 있었다.In order to accurately determine the deterioration of the plate spring, it is required to accurately measure the amount of protrusion of the washer. Such measurement is usually performed using a general measuring device such as a vernier caliper, but when a washer as disclosed in
여기에 개시하는 기술은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하는 데 있다.The technique disclosed here has been made in view of these points, and its purpose is to accurately determine the deterioration of the plate spring.
본 개시는, 내연 기관에 연료 분사 밸브를 체결하기 위한 볼트가 삽입 관통되는 스프링 장치에 관한 것이다. 이 스프링 장치는, 상기 연료 분사 밸브 및 볼트 헤드부 사이에 배치되며, 또한 개구단을 갖는 케이스와, 상기 케이스에 수용되며, 또한 상기 볼트의 축방향으로 나란히 배치되는 복수의 접시스프링과, 상기 볼트 헤드부와 상기 복수의 접시스프링 사이에 배치되며, 또한 당해 복수의 접시스프링에 의해 상기 볼트 헤드부를 향하여 바이어싱되는 와셔를 구비하고, 상기 와셔는, 상기 케이스에 몰입되는 부위와, 당해 케이스의 개구단으로부터 돌출하는 부위를 갖는다.The present disclosure relates to a spring device through which a bolt for fastening a fuel injection valve to an internal combustion engine is inserted. The spring device includes a case disposed between the fuel injection valve and the bolt head portion and having an open end, a plurality of plate springs accommodated in the case and disposed in parallel in the axial direction of the bolt, and the bolt A washer disposed between the head part and the plurality of dish springs and biased toward the bolt head part by the plurality of dish springs, wherein the washer comprises: a portion immersed in the case and an opening of the case. It has a part protruding from the club.
그리고, 상기 와셔 중, 상기 케이스의 개구단으로부터 돌출하는 부위에는, 상기 케이스에 몰입되는 부위에 비해 직경을 확대시킨 칼라(鍔: collar)부가 형성됨과 더불어, 상기 칼라부는, 상기 복수의 접시스프링이 정규 바이어싱력을 발현하는 경우, 상기 케이스의 개구단에 대하여, 소정 이상의 간격을 두고 돌출한다.In addition, a collar portion having a diameter enlarged compared to a portion immersed in the case is formed at a portion of the washer that protrudes from the open end of the case, and the collar portion includes the plurality of plate springs. When the normal biasing force is expressed, it protrudes from the open end of the case at a predetermined interval or more.
상기 구성에 의하면, 와셔에 칼라부를 형성함으로써, 버니어캘리퍼스 등의 측정기를 대기 위한 좌면이 확보된다. 이로써, 칼라부와 케이스의 개구단과의 간격을 정밀도 좋게 계측하여, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하는 것이 가능해진다.According to the above configuration, by forming the collar portion on the washer, a seating surface for waiting a measuring device such as a vernier caliper is secured. This makes it possible to accurately determine the deterioration of the plate spring by accurately measuring the distance between the collar portion and the open end of the case.
즉, 상기 와셔는, 복수의 접시스프링에 의해 바이어싱된 결과, 케이스로부터 돌출한다. 이 와셔에 형성한 칼라부는, 복수의 접시스프링이 정규 바이어싱력을 발현하는 경우, 케이스의 개구단에 대하여 소정 이상의 간격을 둔다. 바꾸어 말하면, 각 접시스프링에 열화가 발생하면, 정규 바이어싱력이 발휘되지 않아 와셔가 케이스에 몰입된다. 그 결과, 칼라부와 개구단과의 간격이, 소정 간격보다 좁아지게 된다. 따라서, 와셔에 형성한 칼라부와, 케이스 개구단과의 간격을 계측함으로써, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정할 수 있다.That is, the washer protrudes from the case as a result of being biased by the plurality of dish springs. When the plurality of dish springs exhibit a regular biasing force, the collar portion formed on the washer is spaced at a predetermined or larger distance with respect to the open end of the case. In other words, when deterioration occurs in each plate spring, the regular biasing force is not exerted and the washer is immersed in the case. As a result, the distance between the collar part and the open end becomes narrower than the predetermined distance. Therefore, by measuring the distance between the collar portion formed on the washer and the case open end, it is possible to accurately determine the deterioration of the plate spring.
또한, 종래의 구조에서는, 각 접시스프링에 열화가 발생하면, 케이스 개구단에 대하여 와셔의 정상면이 침강할 가능성이 있었다. 이 경우, 와셔의 정상면에 고인 물이나 먼지가 케이스 내로 침입하여 스프링 장치의 내용연수에 악영향을 미칠 우려가 있었다.In addition, in the conventional structure, when deterioration occurs in each dish spring, there is a possibility that the top surface of the washer settles with respect to the case open end. In this case, there is a concern that water or dust accumulated on the top surface of the washer enters the case and adversely affects the useful life of the spring device.
반면, 상기와 같이 와셔에 칼라부를 형성한 경우, 이 칼라부가 케이스의 개구단과 접촉함으로써 와셔의 침강이 규제된다. 이로써, 물이나 먼지의 침입이 억제되어, 스프링 장치의 내용연수를 확보하는 데 유리해진다.On the other hand, when the collar portion is formed on the washer as described above, the collar portion contacts the open end of the case, thereby restricting the settling of the washer. Thereby, intrusion of water or dust is suppressed, and it becomes advantageous in securing the useful life of the spring device.
또한, 상기 칼라부의 외면에는, 당해 칼라부와 상기 케이스 개구단과의 간격 기준이 표시되어도 된다.Further, on the outer surface of the collar portion, a reference for the distance between the collar portion and the case opening end may be displayed.
상기 구성에 의하면, 와셔에 칼라부를 형성함으로써, 측정기에 의한 계측값의 기준을 표시하기 위한 공간이 확보된다. 이로써, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.According to the above configuration, by forming the collar portion on the washer, a space for displaying the reference of the measured value by the measuring device is secured. Thereby, it becomes advantageous in accurately determining the deterioration of the plate spring.
또한, 상기 칼라부는, 당해 칼라부의 바깥 가장자리를 노칭 가공하여 이루어지는 피계측부를 가져도 된다.Further, the collar portion may have a portion to be measured formed by notching the outer edge of the collar portion.
상기 구성에 의하면, 칼라부의 바깥 가장자리를 노칭 가공함으로써, 그 노칭 부위에 대하여, 버니어캘리퍼스 등의 측정기를 끼우기가 가능해진다. 이로써, 측정기에 의한 계측을 안정시키고, 나아가, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.According to the above configuration, by notching the outer edge of the collar portion, it becomes possible to pinch a measuring device such as a vernier caliper to the notched portion. Thereby, it becomes advantageous in stabilizing the measurement by the measuring device and further accurately determining the deterioration of the plate spring.
또한, 상기 구성에 의하면, 칼라부의 바깥 가장자리에 피계측부를 형성함으로써, 측정할 때마다 상이한 부분을 계측시키는 것이 아니라, 매회, 동일한 부분을 계측시키는 것이 가능해진다. 이로써, 측정기에 의한 계측을 안정시키고, 나아가, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.Further, according to the above configuration, by forming the measurement target portion on the outer edge of the collar portion, it becomes possible to measure the same portion each time, instead of measuring a different portion each time. Thereby, it becomes advantageous in stabilizing the measurement by the measuring device and further accurately determining the deterioration of the plate spring.
또한, 상기 와셔에는, 상기 볼트 축방향에서의 상기 칼라부의 이동을 안내하는 한편, 상기 볼트 둘레방향에서의 상기 칼라부의 회동을 규제하는 규제 기구가 구성되어도 된다.Further, the washer may be provided with a regulating mechanism that guides the movement of the collar portion in the bolt axial direction and regulates rotation of the collar portion in the bolt circumferential direction.
상기 구성에 의하면, 케이스에 대한 칼라부의 회동을 규제하는 것이 가능해진다. 이로써, 피계측부와, 케이스 개구단과의 위치 관계를 대략 일정하게 유지할 수 있다. 이로써, 측정기에 의한 계측을 안정시키고, 나아가, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.According to the above configuration, it becomes possible to regulate the rotation of the collar portion with respect to the case. Thereby, the positional relationship between the part to be measured and the opening end of the case can be maintained substantially constant. Thereby, it becomes advantageous in stabilizing the measurement by the measuring device and further accurately determining the deterioration of the plate spring.
이상 설명한 바와 같이, 상기 스프링 장치에 의하면, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정할 수 있다.As described above, according to the spring device, it is possible to accurately determine the deterioration of the plate spring.
도 1은, 연료 분사 밸브의 구성을 예시하는 사시도이다.
도 2는, 스프링 장치의 구성을 예시하는 부분 투시도이다.
도 3a는, 자유 상태에 있는 스프링 장치의 구성을 예시하는 종단면도이다.
도 3b는, 조임 상태에 있는 스프링 장치의 구성을 예시하는 종단면도이다.
도 4는, 스프링 장치의 칼라부의 구성을 예시하는 사시도이다.
도 5는, 스프링 장치의 칼라부의 구성을 예시하는 평면도이다.
도 6a는, 종래의 스프링 장치를 예시하는 도 3a에 대응하는 도면이다.
도 6b는, 종래의 스프링 장치를 예시하는 도 3b에 대응하는 도면이다.
도 7은, 스프링 장치의 조립 요령을 예시하는 흐름도이다.
도 8은, 스프링 장치의 관리 요령을 예시하는 흐름도이다.1 is a perspective view illustrating a configuration of a fuel injection valve.
2 is a partial perspective view illustrating the configuration of a spring device.
3A is a longitudinal cross-sectional view illustrating the configuration of a spring device in a free state.
3B is a longitudinal cross-sectional view illustrating the configuration of a spring device in a tightened state.
4 is a perspective view illustrating a configuration of a collar portion of a spring device.
5 is a plan view illustrating a configuration of a collar portion of a spring device.
Fig. 6A is a view corresponding to Fig. 3A illustrating a conventional spring device.
6B is a view corresponding to FIG. 3B illustrating a conventional spring device.
7 is a flowchart illustrating the method of assembling the spring device.
8 is a flowchart illustrating a method of managing a spring device.
이하, 본 개시의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 여기서, 이하의 설명은 예시다. 도 1은 연료 분사 밸브(2)의 구성을 예시하는 사시도이고, 도 2는 스프링 장치(4)의 구성을 예시하는 부분 투시도이다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. Here, the following description is an example. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a
(1) 연료 분사 밸브(1) fuel injection valve
도 1에 나타내는 연료 분사 밸브(2)는, 내연 기관으로서의 선박용 디젤 엔진(1)에 체결된다. 이 선박용 디젤 엔진(1)은, 단류소기식을 채용한 2행정 1사이클 기관으로서 구성되고, 유조선, 컨테이너 선박, 자동차 운반선 등, 대형 선박에 탑재된다.The
선박용 디젤 엔진(1)의 연소실은, 실린더 라이너(도시하지 않음), 피스톤(도시하지 않음) 및 실린더 커버(11)에 의해 구획된다. 연료 분사 밸브(2)는 실린더 커버(11)에 대하여 상방으로부터 삽입된 상태에서, 이 실린더 커버(11)의 상면에 체결되도록 되어 있다(도 2를 참조).The combustion chamber of the
구체적으로, 연료 분사 밸브(2)는, 연소실 내부에 삽입되는 분사구부(21)와, 실린더 커버(11)의 상면에 체결되는 체결부(22)를 갖는다. 분사구부(21)는, 연료 분사 밸브(2)에서의 선단부에 해당하며, 선박용 디젤 엔진(1)에 장착된 상태에 있어서는, 연소실 내에 면하도록 배치된다. 한편, 체결부(22)는, 연료 분사 밸브(2)에서의 기단부에 해당하며, 선박용 디젤 엔진(1)에 장착된 상태에 있어서는, 실린더 커버(11)의 상면을 따르도록 배치된다.Specifically, the
구체적으로, 체결부(22)는, 플랜지 형상으로 형성된 칼라부로 이루어지고, 그 칼라부의 양 끝단에는 볼트(3)가 삽입 관통 가능한 좌우 한 쌍의 삽입관통구(22a)가 형성된다. 각 삽입관통구(22a)에 볼트축부(32)를 삽입 관통한 상태에서, 그 볼트축부(32)의 선단을 실린더 커버(11)에 나사 삽입하여 너트(5)를 체결함으로써, 실린더 커버(11)에 체결부(22)가 체결된다. 이렇게 체결된 상태에서, 볼트(3)의 헤드부(31) 및 너트(5)에 의해 체결부(22)가 조여지게 된다.Specifically, the
여기서, 상기 볼트축부(32)란, 후술하는 도 3a에 나타내는 바와 같이, 볼트(3)의 헤드부(31)로부터 축형상으로 연장되는 부위를 말한다. 또한 이하의 설명에서는, 볼트(3)의 헤드부(31)를 단순히 "볼트 헤드부(31)"라고도 한다.Here, the
도 2에 나타내는 바와 같이, 볼트(3)에 의해 연료 분사 밸브(2)를 체결했을 때, 볼트 헤드부(31)는, 볼트축부(32) 및 너트(5)에 비하여 상방에 위치하도록 되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 볼트 헤드부(31), 너트(5), 후술하는 스프링 장치(4), 체결부(22), 및 실린더 커버(11)는, 상방부터 이 순서로 나열된다.As shown in Fig. 2, when the
전술한 바와 같이, 연료 분사 밸브(2)의 분사구부(21)는, 연소실 내에 배치된다. 따라서, 연소실 내에서 디젤 연료를 연소시키면, 그 연소에 의해 연료 분사 밸브(2)가 열 신장하는 경우가 있다. 이 경우, 전술한 체결부(22)가 볼트 헤드부(31)를 향하여 열 신장함으로써, 너트(5)와 체결부(22) 사이의 면압, 나아가 볼트(3)의 조임력이 과대해져, 볼트(3) 및 너트(5)가 변형·파손되거나, 연료 분사 밸브(2)의 선단에 장착된 개스킷이 파손되어, 연소 가스가 연소실의 외부로 누출될 우려가 있다.As described above, the
그래서, 본 실시형태에 따른 선박용 디젤 엔진(1)은, 실린더 커버(11)에 연료 분사 밸브(2)를 체결하기 위한 볼트(3)에 대하여, 도 2에 나타내는 바와 같은 스프링 장치(4)를 삽입 관통시킨 구성으로 되어 있다.Therefore, in the
스프링 장치(4)는, 너트(5)와 체결부(22) 사이에 배치되고, 복수의 접시스프링(42)을 내장한다. 이들 접시스프링(42)의 탄성력에 의하여, 조임력을 발생시킬 수 있다. 그리고, 연료 분사 밸브(2)가 열 신장된 경우에는, 각 접시스프링(42)이 탄성적으로 압축되어, 볼트 헤드부(31) 및 너트(5) 주변의 면압을 완화시킨다. 이로써, 조임력을 대략 일정하게 유지할 수 있다.The
이하, 스프링 장치(4)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the
(2) 스프링 장치(2) spring device
도 3a는 자유 상태에 있는 스프링 장치(4)의 구성을 예시하는 종단면도이고, 도 3b는 조임 상태에 있는 스프링 장치(4)의 구성을 예시하는 종단면도이다. 또한, 도 4는 스프링 장치(4)의 칼라부(44)의 구성을 예시하는 사시도이고, 도 5는 스프링 장치(4)의 칼라부(44)의 구성을 예시하는 평면도이다.3A is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of the
여기서, 이하의 설명에서는, 볼트축부(32)를 따르는 방향을 "볼트(3)의 축방향", 또는 단순히 "축방향"이라 호칭하고, 볼트축부(32)의 중심축(C) 둘레의 원주를 따르는 방향을 "볼트(3)의 둘레방향", 또는 단순히 "둘레방향"이라 호칭한다.Here, in the following description, the direction along the
도 2에 나타내는 바와 같이, 스프링 장치(4)는, 볼트(3)가 삽입 관통된 상태에서, 볼트 헤드부(31)와 체결부(22) 사이(구체적으로는, 너트(5)의 하방이면서 체결부(22)의 상방)에 배치된다.As shown in FIG. 2, the
상세하게는 도 3a와 도 3b에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 스프링 장치(4)는, 볼트 헤드부(31) 및 연료 분사 밸브(2)(구체적으로는 체결부(22)) 사이에 배치되며, 또한 양 끝단에 개구단(41a, 41b)을 갖는 하우징(41)과, 하우징(41)에 수용되며, 또한 볼트(3)의 축방향으로 나열 배치되는 복수의 접시스프링(42)과, 볼트 헤드부(31) 및 복수의 접시스프링(42) 사이에 배치되며, 또한 복수의 접시스프링(42)에 의해 볼트 헤드부(31)를 향하여 바이어싱되는 와셔(43)를 구비한다.In detail, as shown in Figs. 3A and 3B, the
더 상세하게, 하우징(41)은, 상하 방향으로 연장되며, 또한 볼트축부(32)가 삽입 관통 가능한 긴 통형으로 형성된다. 구체적으로, 하우징(41)의 상단은, 와셔(43)를 개재하고 너트(5)의 하면과 당접하는 개구단(41a)을 이룬다. 한편, 하우징(41)의 하단은, 체결부(22)의 상면과 접하는 개구단(41b)을 이룬다. 여기서, 하우징(41)은 "케이스"의 예시다.In more detail, the
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 하우징(41)의 개구단(41a, 41b)에는 공통의 볼트축부(32)가 삽입 관통된다. 또한, 하우징(41)의 상단측 개구단(41a)을 통하여, 하우징(41) 내에 접시스프링(42)이 도입된다. 한편, 하우징(41)의 하단측 개구단(41b)은, 접시스프링(42)이 빠지지 않도록, 하방으로부터 접시스프링(42)을 지지한다.As shown in FIGS. 3A and 3B, a common
또한, 복수의 접시스프링(42)은, 상하 방향으로 쌓여진 상태로 하우징(41)에 수용된다. 각 접시스프링(42)에는 공통의 볼트축부(32)가 삽입 관통된다.Further, the plurality of plate springs 42 are accommodated in the
복수의 접시스프링(42)은 볼트축부(32)가 연장되는 방향, 구체적으로는 볼트 헤드부(31)(및 너트(5))와 체결부(22)를 이간시키는 방향으로 바이어싱력을 발현한다. 이 바이어싱력의 크기는, 복수의 접시스프링(42) 전체의 스프링 상수에 의해 규정된다. 본 실시형태에서는, 복수의 접시스프링(42) 전체의 스프링 상수는, 볼트(3), 특히 볼트 헤드부(31)의 스프링 상수와, 연료 분사 밸브(2), 특히 체결부(22)의 스프링 상수, 양쪽보다 작아지도록 설정된다.The plurality of disc springs 42 express a biasing force in a direction in which the
또한, 와셔(43)는, 상하방향으로 연장되며, 또한 볼트축부(32)가 삽입 관통 가능한 짧은 통형으로 형성된다. 구체적으로, 와셔(43)에는, 당해 와셔(43)를 상하방향으로 관통하는 삽입관통공(43c)이 형성된다. 삽입관통공(43c)의 내경은, 볼트축부(32)보다 약간 직경이 크다.In addition, the
그리고, 와셔(43)의 하단부(43b)는, 하우징(41)에 몰입되고, 복수의 접시스프링(42)에 대하여 상방으로부터 당접한다. 한편, 와셔(43)의 상단부(43a)는, 하우징(41)의 상단측 개구단(41a)(이하, 단순히 "하우징(41) 개구단(41a)"이라고도 함)으로부터 돌출하고, 너트(5)에 대하여 하방으로부터 당접한다. 와셔(43)는, 하우징(41)의 내벽과 볼트축부(32)의 외주면을 따라 축방향으로 슬라이드 가능하다.Then, the
여기서, 와셔(43)의 하단부(43b)는 "하우징에 몰입되는 부위"의 예시고, 와셔(43)의 상단부(43a)는 "하우징 개구단으로부터 돌출하는 부위"의 예시다.Here, the
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 와셔(43)의 삽입관통공(43c)에는, 하우징(41)에 삽입 관통되는 것과 동일한 볼트축부(32)가 삽입 관통된다. 와셔(43)에는, 복수의 접시스프링(42)이 발현하는 바이어싱력이 작용한다. 이 바이어싱력에 의하여, 와셔(43)는, 하우징(41)의 개구단(41a)으로부터 돌출하는 방향으로 바이어싱되어, 너트(5) 하면에 밀어붙여지도록 되어 있다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the same
그리고, 와셔(43)의 상단부(43a)에는, 와셔(43)의 하단부(43b)에 비해 직경을 확대시킨 칼라부(44)가 형성된다. 이 칼라부(44)는, 하우징(41)의 외주면과 대략 동일한 직경으로 되어 있고, 복수의 접시스프링(42)이 와셔(43)를 바이어싱함으로써, 하우징(41)의 개구단(41a)에 대하여 이간되도록 돌출한다.In addition, a
칼라부(44)는, 예를 들어 스프링 장치(4)를 조립한 직후 등, 복수의 접시스프링(42)이 정규 바이어싱력을 발현하는 것으로 상정될 경우, 하우징(41)의 개구단(41a)에 대하여, 소정 이상의 간격(h)을 두고 돌출하도록 되어 있다. 이 간격(h)은, 도 3b에 나타내는 조임 상태(너트(5)를 조인 상태)에 있어서는, 도 3a에 나타내는 자유 상태(너트(5)를 느슨하게 한 상태)에 비하여 좁아진다.The
또한, 각 접시스프링(42)에 열화가 발생하면, 정규 바이어싱력이 발휘되지 않아, 와셔(43)가 하우징(41)에 몰입된다. 이 경우, 칼라부(44)와, 하우징(41) 개구단(41a)과의 간격(h)은, 소정 간격보다 좁아지게 된다. 이 간격(h)은, 예를 들어, 하우징(41)의 개구단(41a)으로부터 칼라부(44)의 상면에 걸친 치수(H)에 따라 증감한다. 따라서, 치수(H)를 계측함으로써, 접시스프링(42)의 열화를 판정할 수 있다. 치수(H)는 장기간 사용함에 따라 점차 작아진다. 치수(H)가 작아짐에 따라 접시스프링(42)에 의한 바이어싱력이 작아지는 것으로 간주할 수 있다.In addition, when deterioration occurs in each of the disc springs 42, the normal biasing force is not exerted, and the
또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 와셔(43)에는 고정나사(45)가 장착된다. 고정나사(45)의 나사 끝은, 와셔(43)의 하단부(43b) 측 외주부에 나사 체결된다. 따라서, 고정나사(45)는, 와셔(43)와 일체적으로 축방향으로 슬라이드한다.Further, as shown in Figs. 3A and 3B, a fixing
한편, 고정나사(45)의 헤드부(45a)는, 하우징(41)에 형성한 관통홈(41c)의 내측에 배치되고, 이 관통홈(41c)을 통하여 외부에 노출된다. 관통홈(41c)은, 축방향으로 연장되는 타원형으로 형성되고, 하우징(41)을 두께방향으로 관통한다.On the other hand, the
스프링 장치(4)를 조립할 때에는, 고정나사(45)의 나사 끝을 관통홈(41c)에 삽입 관통시킨 상태에서, 그 나사 끝을, 하우징(41)에 삽입된 와셔(43)에 나사 체결한다. 이로써, 고정나사(45)가, 와셔(43)가 빠지는 것을 방지하는 기능을 한다.When assembling the
또한, 전술한 바와 같이 관통홈(41c)을 이용하면, 그 관통홈(41c)이 연장되는 방향을 따라, 고정나사(45)의 헤드부(45a)를 슬라이드시킬 수 있다. 이로써, 축방향에서의 와셔(43), 그리고 칼라부(44)의 이동을 안내함과 더불어, 둘레방향에서의 와셔(43), 그리고 칼라부(44)의 회동을 규제할 수 있다. 고정나사(45) 및 관통홈(41c)은, 본 실시형태에 따른 규제 기구를 구성한다.In addition, as described above, when the through
또한, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 칼라부(44)는, 이 칼라부(44)의 바깥 둘레를 노칭 가공하여 이루어지는 피계측부(44a)를 갖는다. 구체적으로, 피계측부(44a)는, 칼라부(44)의 바깥 둘레를, 당해 칼라부(44)의 직경방향 중앙부(삽입관통공(43c)의 중앙부에 해당)를 향하여 노칭 가공하여 이루어진다.In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 와셔(43)에 칼라부(44)를 형성함으로써, 각종 정보를 각인하기 위한 공간이 확보된다. 예를 들어, 본 실시형태에 따른 칼라부(44)의 외면에는, 당해 칼라부(44)와, 하우징(41) 개구단(41a)의 간격(h) 기준으로서, 치수(H)의 초기값 및 사용 한계가 표시된다.In addition, as shown in Fig. 5, by forming the
구체적으로, 칼라부(44)의 상면에는, 치수(H)의 초기값으로, 조립 시이며 또한 자유 상태에서의 치수(H) 계측값 “X.XX”가 각인된다. 칼라부(44)의 상면에는 또한, 치수(H)의 사용 한계로서, 자유 상태에서의 치수(H) 하한값 “LIMIT Y.YY”가 각인된다. 치수(H)가 하한값 이하인 경우는, 복수의 접시스프링(42)이 정규 바이어싱력을 발현하지 않아, 각 접시스프링(42)에 열화가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 치수(H)의 초기값 및 하한값은, 스프링장치(4)별로 접시스프링(42)의 개체 차이를 반영한 값이며, 통상적으로는, 스프링 장치(4)별로 상이한 값이다.Specifically, on the upper surface of the
(3) 스프링 장치의 관리에 대하여(3) Spring device management
도 6a는 종래의 스프링 장치(104)를 예시하는 도 3a에 대응하는 도면이고, 도 6b는 종래의 스프링 장치(104)를 예시하는 도 3b에 대응하는 도면이다. 종래의 스프링 장치(104)는, 본 실시형태에 따른 스프링 장치(4)와 마찬가지로, 하우징(141)과, 복수의 접시스프링(142)과, 와셔(143)를 구비하고, 상방으로부터 볼트(3)가 삽입 관통되도록 구성된다.FIG. 6A is a view corresponding to FIG. 3A illustrating a
그러나, 종래의 스프링 장치(104)는, 와셔(143)에 칼라부가 형성되지 않는다는 점에서, 본 실시형태에 따른 스프링 장치(4)와 상이하다. 따라서, 종래의 스프링 장치(104)에서는, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 와셔(143) 전체를 하우징(141)에 몰입시킬 수 있다.However, the
종래의 스프링 장치(104)에서도, 각 접시스프링(142)에 열화가 발생하면, 와셔(143)가 하우징(141)으로 몰입된다는 것에 변함 없다. 따라서, 본 실시형태에 따른 스프링 장치(4)와 마찬가지로, 와셔(143)의 정상면(143a)과, 하우징(141) 개구단(141a)과의 간격을 계측함으로써, 접시스프링(142)의 열화를 판정할 수 있다.Even in the
그러나, 접시스프링(142)의 성능에는, 스프링 장치(104)별로 개체 차이가 있다. 이 개체 차이는, 와셔(143)의 돌출량에 반영되므로, 그러한 개체 차이를 고려한 판정 방법이 필요해진다.However, there are individual differences in the performance of the
그래서, 종래의 스프링 장치(104)는, 조립 직후의 조임 상태(특히, 일정한 조임 토크로 실현되는 조임 상태)에서, 와셔(143)의 정상면(143a)과 하우징(141) 개구단(141a)이 동일 평면상에 있도록, 와셔(143)의 두께가 조정되었다. 이러한 관리 방법을 채용한 경우, 접시스프링(142)에 열화가 발생하면, 하우징(141)에 대하여 와셔(143)가 몰입되게 된다. 조립 직후에는 동일 평면상에 있던 것이 열화에 따라 몰입되게 되므로, 하우징(141)에 대한 와셔(143)의 변위량을 계측함으로써, 접시스프링(142)의 개체 차이를 고려하면서, 접시스프링(142)의 열화를 판정하는 것이 가능해진다.Therefore, in the
본원 발명자들은, 스프링 장치의 관리 방법에 대하여 검토를 진행한 결과, 이하와 같은 과제를 새롭게 알아내었다. 즉, 접시스프링의 열화를 정확하게 판정하기 위해서는, 하우징에 대한 와셔의 변위량을 정밀도 좋게 계측하는 것이 요구된다. 이러한 계측은, 통상적으로, 버니어캘리퍼스 등의 일반적인 측정기를 이용하여 이루어지나, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 바와 같은 와셔(143)를 계측 대상으로 한 경우, 측정기를 대기 위한 좌면이 확보되기 어려워 그 계측 정밀도에 개선의 여지가 있었다.The inventors of the present application have newly discovered the following problems as a result of examining a method for managing a spring device. That is, in order to accurately determine the deterioration of the plate spring, it is required to accurately measure the displacement amount of the washer with respect to the housing. Such measurement is usually performed using a general measuring device such as a vernier caliper, but when the
또한 애초에, 종래의 스프링 장치(104)와 같이, 와셔(143)의 정상면(143a)과, 하우징(141) 개구단(141a)을 동일 평면상으로 조정하는 것은, 시간이 걸려 부적합하다.In addition, it takes time to adjust the
반면, 본 실시형태에 따른 스프링 장치(4)에서는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 와셔(43)에 칼라부(44)가 형성된다. 칼라부(44)를 형성함으로써, 버니어캘리퍼스 등의 측정기를 대기 위한 좌면이 확보된다. 이로써, 칼라부(44)의 상면으로부터 하우징(41) 개구단(41a)에 걸친 치수(H)를 정밀도 좋게 계측하여 접시스프링(42)의 열화를 정확하게 판정하는 것이 가능해진다.On the other hand, in the
또한, 종래의 스프링 장치(104)에서는, 각 접시스프링(142)에 열화가 발생하면, 하우징(141)의 개구단(141a)에 대하여 와셔(143)의 정상면(143a)이 침강할 수밖에 없었다. 이 경우, 와셔(143)의 정상면(143a)에 고인 물이나 먼지가 하우징(141) 내로 침입하여, 스프링 장치(104)의 내용연수에 악영향을 미칠 우려가 있었다.In addition, in the
반면, 본 실시형태와 같이, 와셔(43)에 칼라부(44)를 형성한 경우, 이 칼라부(44)가 하우징(41)의 개구단(41a)과 접촉함으로써, 와셔(43)의 침강이 규제된다. 이로써, 물이나 먼지의 침입이 억제되어, 스프링 장치(4)의 내용연수를 확보하는 데 유리해진다.On the other hand, as in the present embodiment, when the
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 와셔(43)에 칼라부(44)를 형성함으로써, 버니어캘리퍼스 등의 측정기에 의한 계측값의 기준을 표시하기 위한 공간이 확보된다. 이로써, 종래의 스프링 장치(4)와 같이, 와셔(43)의 정상면과, 하우징(41) 개구단(41a)을 동일 평면상으로 조정하지 않아도, 스프링 장치(4)별로 독립 설정되는 기준을 작업자에게 시인시킬 수 있다. 와셔(43)의 정상면과, 하우징(41) 개구단(41a)을 동일 평면상으로 조정하는 공정을 생략할 수 있으므로, 스프링 장치(4)의 조립이 용이해진다. 또한, 접시스프링(42)의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.Further, as shown in Fig. 5, by forming the
또한, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 칼라부(44)의 바깥 둘레를 노칭 가공한 피계측부(44a)를 형성함으로써, 그 피계측부(44a)에 대하여, 버니어캘리퍼스 등의 측정기를 끼우기가 가능해진다. 이로써, 측정기에 의한 계측을 안정시키고, 나아가, 접시스프링(42)의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.Further, as shown in Figs. 4 and 5, by forming the
또한, 칼라부(44)의 바깥 둘레에 피계측부(44a)를 형성함으로써, 측정할 때마다 상이한 부분을 계측시키는 것이 아니라, 매회, 동일한 부분을 계측시키는 것이 가능해진다. 이로써, 측정기에 의한 계측을 안정시키고, 나아가, 접시스프링(42)의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.In addition, by forming the
또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 스프링 장치(4)에 규제 기구(고정나사(45) 및 관통홈(41c))를 배치함으로써, 하우징(41)에 대한 칼라부(44)의 회동을 규제하는 것이 가능해진다. 이로써, 피계측부(44a)와, 하우징(41) 개구단(41a)과의 위치 관계를 대략 일정하게 유지할 수 있다. 이로써, 측정기에 의한 계측을 안정시키고, 나아가, 접시스프링(42)의 열화를 정확하게 판정하는 데 유리해진다.In addition, as shown in FIGS. 3A and 3B, by arranging a regulating mechanism (set
-스프링 장치의 조립 및 관리 요령--How to assemble and manage the spring device-
도 7은 스프링 장치(4)의 조립 요령을 예시하는 흐름도이고, 도 8은 스프링 장치(4)의 관리 요령을 예시하는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating the method of assembling the
스프링 장치(4)를 조립할 때에는, 도 7에 예시하는 공정이 실시된다.When assembling the
구체적으로는, 먼저, 도 7의 단계 S11에 나타내는 바와 같이, 하우징(41)에 복수의 접시스프링(42)과 와셔(43)를 조립한다. 이어서, 단계 S12에 나타내는 바와 같이, 자유 상태에서의 치수(H)를 계측하고, 그 계측값과, 당해 계측값에서 소정값만 뺀 값을 산출한다. 여기에서의 계측값은, 치수(H)의 초기값에 해당한다. 한편, 계측값에서 소정값만 뺀 값은, 전술한 사용 한계에 해당한다.Specifically, first, as shown in step S11 of FIG. 7, a plurality of plate springs 42 and
그리고, 단계 S13에 나타내는 바와 같이, 치수(H)의 초기값과 사용 한계를 각각 칼라부(44)의 상면에 각인한다. 그 후, 단계 S14에 나타내는 바와 같이, 와셔(43)에 대하여 고정 나사(45)를 체결함으로써, 스프링 장치(4)의 조립이 완료된다. 도시는 생략하나, 스프링 장치(4)를 이용할 때에는, 와셔(43)에 형성한 삽입관통공(43c)으로부터 볼트(3)를 삽입 관통하여, 너트(5)를 조이면 된다.Then, as shown in step S13, the initial value of the dimension H and the limit of use are respectively imprinted on the upper surface of the
한편, 스프링 장치(4)를 관리할 때에는, 도 8에 예시하는 공정이 실시된다.On the other hand, when managing the
구체적으로는, 먼저, 도 8의 단계 S21에 나타내는 바와 같이, 스프링 장치(4)에 삽입 관통된 볼트(3)를 느슨하게 함으로써, 스프링 장치(4)를 자유 상태로 한다. 이어서, 단계 S22에 나타내는 바와 같이, 하우징(41)의 개구단(41a)으로부터 칼라부(44)의 상면에 걸친 치수(H)를 계측한다. 이 계측은, 칼라부(44)에 형성한 피계측부(44a)에 계측기를 끼움으로써 실시된다.Specifically, first, as shown in step S21 of FIG. 8, by loosening the
그리고, 단계 S23에 나타내는 바와 같이, 단계 S22에서 얻어진 계측값과, 칼라부(44)의 상면에 각인된 사용 한계를 비교한다. 여기서, 계측값이 사용 한계를 상회한 경우(단계 S23 : YES)는, 접시스프링(42)의 열화는 충분히 작다고 간주하여, 스프링 장치(4)는 수명에 달하지 않은 것으로 판단한다(단계 S24). 한편, 계측값이 사용 한계 이하일 경우(단계 S23 : NO)는, 접시스프링(42)의 열화가 크다고 간주하여, 스프링 장치(4)는 수명에 달한 것으로 판단한다(단계 S25).Then, as shown in step S23, the measured value obtained in step S22 is compared with the limit of use imprinted on the upper surface of the
《그 밖의 실시형태》<< other embodiments >>
상기 실시형태에서는, 긴 통형의 하우징(41)을 이용한 구성이 예시되었으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 다른 형태를 가진 부재를 케이스로 이용하여도 된다.In the above embodiment, the configuration using the elongated
1 : 선박용 디젤 엔진(내연 기관)
2 : 연료 분사 밸브
3 : 볼트
31 : 볼트 헤드부
4 : 스프링 장치
41 : 하우징(케이스)
41a : 하우징 개구단
41c : 관통홈(규제 기구)
42 : 접시스프링
43 : 와셔
43a : 와셔의 상단부(하우징 개구단으로부터 돌출하는 부위)
43b : 와셔의 하단부(하우징에 몰입되는 부위)
44 : 칼라부
44a : 피계측부
45 : 고정 나사(규제 기구)
h : 간격1: Marine diesel engine (internal combustion engine)
2: fuel injection valve
3: bolt
31: bolt head
4: spring device
41: housing (case)
41a: housing open end
41c: Through hole (regulatory mechanism)
42: plate spring
43: washer
43a: upper end of washer (a portion protruding from the opening end of the housing)
43b: lower part of the washer (the part immersed in the housing)
44: collar part
44a: part to be measured
45: fixing screw (regulatory mechanism)
h: interval
Claims (4)
상기 연료 분사 밸브 및 볼트 헤드부 사이에 배치되며, 또한 개구단을 갖는 케이스와,
상기 케이스에 수용되며, 또한 상기 볼트의 축방향으로 나열 배치되는 복수의 접시스프링과,
상기 볼트 헤드부 및 상기 복수의 접시스프링 사이에 배치되며, 또한 당해 복수의 접시스프링에 의해 상기 볼트 헤드부를 향하여 바이어싱되는 와셔를 구비하고,
상기 와셔는, 상기 케이스에 몰입되는 부위와, 상기 케이스의 개구단으로부터 돌출하는 부위를 가지며,
상기 와셔 중, 상기 케이스의 개구단으로부터 돌출하는 부위에는, 당해 케이스에 몰입되는 부위에 비해 직경을 확대시킨 칼라부가 형성됨과 더불어, 당해 칼라부는, 상기 복수의 접시스프링이 정규 바이어싱력을 발현하는 경우, 상기 케이스 개구단에 대하여, 소정 이상의 간격을 두고 돌출하는
것을 특징으로 하는 스프링 장치.A spring device through which a bolt for fastening a fuel injection valve to an internal combustion engine is inserted,
A case disposed between the fuel injection valve and the bolt head and having an open end,
A plurality of plate springs accommodated in the case and arranged in an axial direction of the bolt,
A washer disposed between the bolt head portion and the plurality of plate springs and biased toward the bolt head portion by the plurality of plate springs,
The washer has a portion immersed in the case and a portion protruding from the open end of the case,
Among the washers, a collar portion having a diameter enlarged compared to a portion immersed in the case is formed at a portion protruding from the open end of the case, and the collar portion, when the plurality of dish springs express a regular biasing force. , With respect to the case opening end, protruding at a predetermined interval or more
Spring device, characterized in that.
상기 칼라부의 외면에는, 당해 칼라부와 상기 케이스 개구단과의 간격 기준이 표시되는
것을 특징으로 하는 스프링 장치.The method of claim 1,
On the outer surface of the collar part, a standard of the distance between the collar part and the case opening end is displayed.
Spring device, characterized in that.
상기 칼라부는, 당해 칼라부의 바깥 둘레를 노칭 가공하여 이루어지는 피계측부를 갖는
것을 특징으로 하는 스프링 장치.The method according to claim 1 or 2,
The collar portion has a portion to be measured formed by notching the outer circumference of the collar portion
Spring device, characterized in that.
상기 와셔에는, 상기 볼트 축방향에서의 상기 칼라부의 이동을 안내하는 한편, 상기 볼트 둘레방향에서의 상기 칼라부의 회동을 규제하는 규제 기구가 배치되는
것을 특징으로 하는 스프링 장치.
The method of claim 3,
The washer is provided with a regulating mechanism that guides the movement of the collar portion in the bolt axial direction and regulates rotation of the collar portion in the bolt circumferential direction.
Spring device, characterized in that.
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